環(huán)吹風裝置的開發(fā)與應用

　　*以來化纖長絲生產(chǎn)都采用側(cè)吹風作為冷卻方式，這種生產(chǎn)工藝中的能源消耗占到了長絲生產(chǎn)成本的很大部分。進入21世紀，隨著人們對化學纖維性能和品質(zhì)要求日益提高，細纖度滌綸、錦綸、丙綸長絲、復合超細海島長絲等產(chǎn)品的需求量越來越大，化纖長絲新產(chǎn)品的開發(fā)也出現(xiàn)了向高附加值差別化纖維發(fā)展的趨勢，這也就對冷卻吹風裝置提出了更高的要求，之前風靡一時的側(cè)吹風冷卻裝置已無法達到長絲產(chǎn)品逐漸提高工藝的要求。于是，人們開始把目光轉(zhuǎn)向了冷卻絲束設(shè)備的改進，加速了新型化纖長絲冷卻技術(shù)——環(huán)吹風裝置的開發(fā)與應用。
　　
　　環(huán)吹風裝置zui早應用于短纖維紡絲的吹風冷卻上，在國內(nèi)長絲生產(chǎn)中的應用也只有幾年時間。2004年國內(nèi)廠家首先將德國巴瑪格研制的外環(huán)吹風技術(shù)應用于紡細纖維和超細纖維領(lǐng)域。這不僅達到了側(cè)吹風冷卻絲束裝置無法達到的超細纖維絲束品質(zhì)的要求，而且還降低了能耗，使環(huán)吹風冷卻技術(shù)具備了更高的商業(yè)價值和廣泛的應用前景。
　　
　　三種典型外環(huán)吹風裝置
　　
　　目前，市場上典型的外環(huán)吹風裝置主要有日本TMT、韓國三星、德國巴馬格等公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。其中，日本TMT公司的外環(huán)吹風設(shè)備是較早開發(fā)出來的紡細纖維的環(huán)吹風裝置，風斜向上到水平直進風，可直接吹到每個風向整流筒上。前后風的分布不均勻，只有靠高風壓、高阻尼、吹風頭箱不漏風，才能達到各處分布風壓穩(wěn)定，吹出穩(wěn)定的風速。該裝置的高阻尼的元件就是整流筒，它采用一種特殊紙制的微孔蜂窩筒，靠高風壓保證風吹到絲束時是射線向心吹風，不直吹噴絲板面。日本TMT公司的外環(huán)吹風設(shè)備帶緩冷器和風過濾抽屜裝置，存在的問題是升降不夠平穩(wěn)、容易偏斜。這是由于升降滑道偏低造成的，且整個升降裝置強度不夠。風向整流筒是紙制的，雖然風整流效果好，但使用壽命短，清洗三次就必須更換，因而運行成本高。
　　
　　韓國三星公司的中心環(huán)吹風設(shè)備，風從中心向外吹。中心是一燭筒形吹風細筒，采用青銅基粉末冶金內(nèi)膽和不銹鋼孔板組成的微孔均風裝置，噴絲板中心留有定位吹風芯筒的孔和吹風芯筒前后移動造成有不能打孔的區(qū)域，孔排列數(shù)目受到限制。韓國三星公司的中心環(huán)吹風有橫移，豎移的兩組氣缸，使吹風芯筒在鏟板、升頭時移開。該裝置的緩冷器采用抽板活動式，抽板間隙大、易漏風、易存漿液。中心向外吹風的缺點是該結(jié)構(gòu)進出風必須嚴格平衡，操作要求較嚴格，否則氣室內(nèi)氣壓就會失衡，引起絲擾動。燭筒形吹風細筒成本高，靠高阻尼達到風的均勻性，能耗大。
　　
　　德國BARMAG公司的外環(huán)吹風設(shè)備，風從風道上來經(jīng)*層多孔板進入*個整流室，再向上穿過水平多孔板進入第二個整流室，再穿過圓形多孔板與多層網(wǎng)組成的第三整流室，然后經(jīng)過多層網(wǎng)把風打成霧狀。半密閉式外環(huán)吹風裝置能形成一個相對恒定的風動態(tài)平衡的氣流環(huán)境，所以得到的纖維截面成型規(guī)整，內(nèi)外層差異小。升降導向在兩側(cè)，更利于環(huán)吹風箱升降的穩(wěn)定性。德國BARMAG公司外環(huán)吹風設(shè)備可重復清洗使用，使用壽命長，它沒有進風過濾裝置，不帶緩冷器。
　　
　　這幾種裝置各有優(yōu)勢和不足，具體來說表現(xiàn)在：日本TMT公司的外環(huán)吹風風向整流筒制作精細，能保證每個位及位與位之間的每束絲的受風的均勻性。但它的風向整流筒風阻大，能耗相對較大。韓國三星公司的中心環(huán)吹風設(shè)備，中心燭筒形吹風細筒，成本高，吹風對周圍環(huán)境要求高，能耗稍大。德國BARMAG公司的外環(huán)吹風設(shè)備，金屬網(wǎng)型整流筒制作質(zhì)量是控制絲束冷卻成形質(zhì)量一致性的關(guān)鍵。金屬網(wǎng)型整流筒風阻力小，能耗較小，可反復使用。
　　
　　產(chǎn)品需求增大
　　
　　從當前的化纖市場的發(fā)展情況來看，中國化纖市場已和世界市場同步，市場需求向產(chǎn)品快速發(fā)展：細和超細纖維及其下游產(chǎn)品的開發(fā)，仿真絲綢、桃皮絨、人造麂皮、男女流行外衣、運動衫、內(nèi)衣、防雨雪衣等衣料用絲，將是今后幾十年的研發(fā)熱點。
　　
　　環(huán)吹風裝置適應了當前節(jié)能減排的潮流，因此具有廣闊的市場前景；進一步開發(fā)環(huán)吹風裝置，可使用雙排組件的紡絲箱和雙排環(huán)吹風冷卻裝置，即在同樣的位距上能排出更多的組件；雙排環(huán)吹風冷卻裝置的每個紡絲位可對應冷卻8~24個紡絲組件下的絲束。
　　
　　單排組件的排列由于受到冷卻吹風整流筒尺寸的限制，組件的頭距已經(jīng)不可能再小了，只有增加組件的個數(shù)話，才能開發(fā)雙排紡絲箱和雙排環(huán)吹風裝置，提高單位位距的產(chǎn)量。雙排外環(huán)吹風絲束冷卻裝置的研制，能在同樣的位距上提高產(chǎn)量60%以上，例如1350毫米位距10個噴絲板，直徑85毫米單排環(huán)吹風，改成雙排環(huán)吹風裝置，可排16個噴絲板，直徑95毫米，噴絲板數(shù)增加到1.6倍，板徑增大一檔。
　　
　　該裝置技術(shù)的關(guān)鍵是同一個位前后排每個風向整流筒應保證吹出的風均勻一致的控制，這與風向整流筒的排布設(shè)計、吹風箱的設(shè)計有關(guān)。冷卻風只有在吹風箱內(nèi)靜壓處處相等，各處氣流流速一致，才能保證吹出的風量一致。
　　
　　不論是中心環(huán)吹風裝置還是外環(huán)吹風裝置都存在吹出風量和絲帶走的風量是否平衡的問題。目前，國內(nèi)外設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)開發(fā)環(huán)吹風加側(cè)吹風的冷卻形式，環(huán)吹風冷卻向中纖度、粗纖度絲發(fā)展已經(jīng)成為一種趨勢。（中國紡織科學研究院金云峰）